机械振动和机械波

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1、机械振动机械波复习　一、机械振动质点沿着直线或弧线绕平衡位置往复运动叫做机械振动．1．产生振动的必要条件1有回复力（回复力是效果力）2阻力很小回复力：振动的质点所受诸外力在指向平衡位置方向（振动方向）上的合力．例如；弹簧振子；弹簧的弹力提供振动的回复力单摆；重力在切线方向上的分力mgsinθ提供振动的回复力2．描述振动的物理量（1）振幅（A）：振动质点离开平衡位置的最大距离振幅是标量，是表示质点振动强弱的物理量．（2）周期（T）：振动质点经过一次全振动所需的时间．表示质点振动快慢的物理量．全振动：振动质点经过一次全振动后其振动状态又恢复到原来的状态．（3）频率（f）：一秒

2、钟内振动质点完成全振动的次数．（4）相位（拍）：表示质点振动的步调的物理量3．简谐振动（1）简谐振动的特点：1）回复力的特点：F=-kx是周期性变化的．可作为判别一个物体是否作简谐振动的依据．振动物体所受回复力的大小跟振动中的位移（x）成正比，方向始终与位移方向相反，指向平衡位置．注意：．位移必须从平衡位置起向外指向（2）加速度的特点振动物体的加速度跟位移大小成正比，方向与位移方向相反．（加速度方向和回复力方向一样永远指向平衡位置．），简谐振动是一种变加速运动．3）振动质点速度的特点：v=sin（ωt+ψ）（超纲）振动物体的速度的大小总是随位移的增大而减小，随位移的减小而

3、增大．在平衡位置时，振动物体的速度最大．如表所示．4）振动中位移随时间变化规律：按正弦（或余弦）曲线变化[x=Acos（ωt+ψ）]（超纲）115）振动物体能量的特点：机械能是恒量，遵守机械能守恒定律．振幅越大，能量越大．（2）简谐振动的规律：1）振动图象：振动位移-时间的函数图象．物理意义：a）从图象上可知振动的振幅A；b）从图象上可知振动的周期；c）从图象上可知质点在不同时刻的位移，d）从图象上可比较质点在各个时刻速度大小及符号（表示方向）；e）从图象上可比较质点在各个时刻加速度的大小及符号．f）从图象可看出质点在不同时刻间的相差．2）简谐振动的周期：4．受迫振动（1

4、）受迫振动产生条件：质点在周期性驱动力作用下的振动．（2）受迫振动特点：受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关．（3）共振——受迫振动特例．当策动力的频率等于受迫振动物体本身的固有频率时，受迫振动的振幅达到最大值，二、机械波机械振动在弹性媒质中的传播运动叫机械波．我们应特别注意，在振动的传播过程中，每个参与传播振动的质点不沿振动传播方向定向移动（质点不随之迁移），它们只在各自的平衡位置附近振动．1．产生条件（1）振动振动振源（2）传播振动的媒质2．波的分类11（1）横波：振动方向与波的传播方向垂直；横波波型有波峰和波谷．只有在固体中传播（2）纵波：质点振动方

5、向与波的传播方向在一条直线上；纵波波型有密部和疏部．在固体，液体，气体中均能传播3．描述波的物理量（1）频率（f）：波的频率与波源的振动频率相同．在传播过程中是不变的（2）波速（v）：波速是波传播的速度——质点振动状态传播的速度．取决于媒质的性质．同种媒质传播不同频率的同类机械波时，传播速度是相同的．（3）波长（λ）：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相同的质点间的距离．或者说，在一个周期内波传播的距离的大小．波长是标量．（4）波长、频率和波速的关系：4．波的图象波传播过程中，在某一时刻媒质各质点的位移末端连线，图线上各质点均为媒质中振动的质点，横坐标表示质点的

6、平衡位置，纵坐标表示质点的位移．物理意义：a）能表示出质点振动的振幅（A）；b）能表示各质点振动的位移（y）；c）能表示出波长（λ）；d）能表示出各质点的振动方向、加速度大小及符号；e）能表示出各质点间的相位关系．特别注意：波的图象与振动图象的区别．5．波的一般性质（1）波的反射：（2）波的折射：（3）波的干涉：1）产生条件：相干波——两列波频率相同；（相差恒定）；2）现象：在相干区域内，增强区与减弱区相间．11其中Δs为该点至两波源的距离差（波程差）．3）对干涉现象应注意：a）增强是指振动质点的能量增大，即振幅增大，并不是速度增大；减弱是振幅减小．b）增强区或减弱区位置

7、是确定的，即增强点（域）始终增强；减弱区的点始终减弱．c）不论增强区或是减弱区，各质点都作与相干波源周期相同的振动，各质点振动的位移是周期性变化的．（4）波的衍射：波在煤质传播，可以绕过障碍物或小孔到继续传播形成明显衍射的条件障碍物或小孔的大小和波长相差不多或比波长小（5）波的共振：波在媒质中传播时，如果遇到的物体的固有周期和波的周期相同时，能够引起物体振幅最大的振动．6波的多解问题1波的空间，时间的周期性2波的称性3波的双向性一.机械振动和机械波的联系与区别1.从产生条件看：振动是波动的成因，波动是振动在介质中的传播，　　2